整车控制器设计规范 编制 审核 批准 日期 XX汽车有限公司
目 录
1 2 3 3.1 3.2
整车控制器控制功能和原理 .......................................................................... 1 纯电动客车总成分布式网络架构 .................................................................. 1 整车控制器开发流程 ...................................................................................... 3 整车及控制策略仿真 ..................................................................................... 4 整车软硬件开发 ............................................................................................. 5
3.2.1 整车控制器的硬件开发 .................................................................................. 6 3.2.2 整车控制器的软件开发 ................................................................................ 10 3.3 3.4
整车控制器的硬件在环测试 ....................................................................... 12 整车控制器标定 ........................................................................................... 15
3.4.1 整车控制器的标定系统 ................................................................................ 15
1 整车控制器控制功能和原理
纯电动客车是由多个子系统构成的系统，主要包括储能、驱动等动力系统，以及其它附件如空调等。各子系统几乎都通过自己的控制单元（ECU）来完成各自功能和目标。为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标，一方面必须具有智能化的人车交互接口，另一方面，各系统还必须彼此协作，优化匹配。因此，纯电动必须需要一个整车控制器来管理系统中的各个部件。
纯电动车辆以整车控制器为主节点的、基于高速CAN总线的分布式动力系统控制网络，通过该网络，整车控制器可以对纯电动车辆动力链的各个环节进行管理、协调和监控，提高整车能量利用效率，确保车辆安全性和可靠性。整车控制器的功能如下：
1) 车辆驾驶：采集司机的驾驶需求，管理车辆动力。 2) 网络管理：监控通信网络，信息调度，信息汇总，网关。 3) 仪表的辅助驱动。
4) 故障诊断处理：诊断传感器、执行器和系统其他部件故障并进行相应的故障
处理，实时显示故障。
5) 在线配置和维护：通过车载标准CAN端口，进行控制参数修改，匹配标定，
功能配置，监控，基于标准接口的调试能力等。
6) 能量管理：通过对纯电动客车载耗能系统（如空调、电动泵等）的协调和管
理，以获得最佳的能量利用率。
7) 功率分配：通过综合车辆信息、电池的SOC、温度、电压、电流和电机的温
度等信息计算电机功率分配，进行有效的能量管理，以保证车辆能量效率达到最优。
8) 坡道驻车辅助控制 9) 坡道起步时防溜车控制
2 纯电动客车动力总成分布式网络架构
纯电动客车是由多个子系统构成的复杂系统。随着整车经济性、安全性、可靠性和舒适性要求的提高，纯电动客车上所需要控制的部件越来越多，各个子系
统之间所需要交换的信息也增多，控制系统也就变得越来越复杂。基于总线的分布式控制结构可以使各个控制模块的功能相对简单，进而简化系统拓扑结构，提高可靠性。
基于CAN总线的分布式控制网络，是实现众多子系统实现协同控制的理想途径。由于CAN总线具有造价低廉，传输速率高，安全性可靠性高，纠错能力强，实时性好等优点，已广泛应用于中、高价位汽车的实时分布式控制网络，CAN总线正逐渐成为通用的汽车总线标准。采用CAN总线网络还可以大大减少个设备间的连接线束，并提高系统监控水平。纯电动轿车动力总成控制系统中采用CAN总线交换信息。采用拓扑网络结构，其主要的优点是：电缆短，容易布线；总线结构简单，又是无源元件，可靠性高；易于扩充，增加新节点只需在总线的某点将其接入，如需增加长度可通过中继器加入一个附加段。
纯电动客车动力总成CAN总线通讯系统的拓扑网络模型如图1所示。采用CAN2.0B的扩展格式，通信速率采用250K。其中CAN总线上的节点主要包括：整车控制器、电机控制器、发电机控制、动力电池组管理系统、维护终端等。
司机操作 智能仪表 整车控制器 电池状态 电机状态 扭矩/转速指令 电机状态/电池状态/车辆信息 综合维护终端 标定和维护指令 所有消息集 CAN 扭矩/转速/扭距/转速/模式设定 温度/故障 控制 电压/电流限值 电压/温度/SOC 充电状态/故障 电机控制器 图1 CAN总线通讯系统的拓扑网络
电池管理系统 动力电池组
整车控制器通过采集司机驾驶信号，通过CAN总线对网络信息进行管理，调度，分析和运算，针对所配置的不同车型，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理等功能。
电机控制器接受整车控制器的控制和扭矩指令，负责电机的驱动控制，并对电机状态进行监控以及电机的热管理。
电池管理系统执行电池系统的管理，对电池的电气参数和热参数测量，完成电量计算和安全管理以及均衡管理。
综合维护终端主要应用于车辆调试和标定过程中显示整车各个系统的状态，并完成匹配标定工作，同时通过综合维护平台可以远程监控车辆的数据和位置。 3 整车控制器开发流程
现代的开发流程是采用计算机辅助工具来进行的，可以支持从需求定义直到最终产品的全过程。图2表达了这一流程的简化模式—V模式。自顶向下，开发逐渐细化最终形成开发的ECU原型。从下向上，通过测试形成与最初设想一致的产品。提供支持这一流程的工具一直是研究部门与工业厂商的重要课题。德国科技部门联合汽车制造商、开发商、工具提供者、与研究部门共同制定新的开发流程。经过对国外汽车著名开发商如: Audi, AVL, BMW, Bosch, Ricardo Engineering, Siemens, Ford等的了解，他们普遍采用现代的设计开发流程：离线功能仿真—快速控制原型—自动代码生成—硬件在回路仿真—参数标定所构成的“V模式”。新的开发流程符合国际汽车行业标准(ASAM/ASAP)。
图2 整车控制器的开发流程
在传统的方式下，开发商获得的需求的定义往往还是非正式文本与图表。为